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低維材料概論(精)/低維材料與器件叢書

  • 作者：成會明//湯代明//鄒小龍//張莉莉|責編:翁靖一//孫曼|總主編:成會明
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030746528
  • 出版日期：2023/04/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：243
人民幣：RMB 168 元      售價：元
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內容大鋼
    本書為「低維材料與器件叢書」之一。低維材料是以至少一個方向上為原子到納米尺度的量子點、納米晶、納米線、納米管、石墨烯、石墨炔及其他二維材料等為基本單元構築的新興材料體系，是當前凝聚態物理和材料科學的研究前沿，蘊含著精妙的理論、奇特的結構、獨特的性質和能源、信息、健康等領域的廣闊應用。本書簡要闡述了低維材料的理論基礎；介紹了低維材料的結構特點、表徵方法，以及自下而上製備與組裝和自上而下加工的結構控制策略；考察了低維材料的力學、電學、磁學、熱學、化學和光學性質，以及其維度、尺度和耦合效應；系統梳理了低維材料與器件的應用優勢、現狀和挑戰；在總結低維材料科學與應用中已取得巨大成就的基礎上，對尚存難題、發展極限和突破方向進行了展望。
    本書適於從事低維材料科學研究與開發的科研人員、高等學校相關專業師生以及科研院所和企業專業技術人員參考。
作者介紹
成會明//湯代明//鄒小龍//張莉莉|責編:翁靖一//孫曼|總主編:成會明
    成會明，中國科學院院士，發展中國家科學院院士，現任中國科學院深圳理工大學（籌）材料科學與能源工程學院名譽院長、中國科學院深圳先進技術研究院碳中和技術研究所（籌）所長、中國科學院金屬所瀋陽材料科學國家研究中心先進炭材料研究部主任。兼任Energy Storage Materials創刊主編、Science China Materials副主編。     主要從事新型儲能材料與器件、光催化材料、低維材料、碳中和相關材料與技術的研究與開發。在學術刊物上已發表SCI論文850余篇（H因子144，2021年），是化學和材料兩個領域的國際高被引科學家。獲授權中國發明專利200余項，其中高性能石墨負極材料、石墨烯材料、二維氮化硼材料等創新技術已孵化出多家高科技企業。撰寫出版專著《納米碳管》一部、作為總主編為科學出版社組織出版「低維材料與器件叢書」一套。以第一完成人榮獲國家自然科學獎二等獎、何梁何利科技進步獎、國防科技進步獎二等獎、美國碳學會Pettinos獎、德國Felcht獎、美國ACS Nano講座獎等諸多獎項。
目錄
總序
前言
第1章  低維材料的理論基礎
  1.1  量子力學基礎
    1.1.1  薛定諤方程
    1.1.2  量子限域和維度效應
  1.2  低維體系的能量分佈
    1.2.1  電子能帶
    1.2.2  晶格聲子
    1.2.3  光子晶體
    1.2.4  態密度的維度效應
  1.3  能帶拓撲空間
  1.4  低維熱力學
  1.5  低維體系的能量輸運
    1.5.1  玻爾茲曼方程
    1.5.2  粒子擴散漂移
    1.5.3  粒子彈道輸運
    1.5.4  波動相干傳播
  1.6  低維體系的能量轉化
  1.7  小結
  參考文獻
第2章  低維材料的獨特結構
  2.1  零維結構
    2.1.1  團簇的幻數穩定性
    2.1.2  納米晶的晶面與形狀
    2.1.3  最完美的分子C60
  2.2  一維結構
    2.2.1  聚乙炔：極限一維結構
    2.2.2  碳納米管的手性
    2.2.3  超細金屬納米線
    2.2.4  半導體納米線
  2.3  二維結構
    2.3.1  二維材料的穩定性
    2.3.2  二維材料的對稱性
    2.3.3  二維材料的缺陷
  2.4  異質結構
    2.4.1  零維核殼結構
    2.4.2  一維異質結構
    2.4.3  二維異質結構
  2.5  小結
  參考文獻
第3章  低維材料的控制製備
  3.1  低維材料製備基本原理
    3.1.1  自下而上與自上而下
    3.1.2  生長和組裝熱力學
    3.1.3  生長和組裝動力學
    3.1.4  低維結構的控制策略
  3.2  低維材料的生長方法
    3.2.1  分子合成
    3.2.2  液相生長

    3.2.3  氣相生長
    3.2.4  機器學習輔助生長
  3.3  低維結構的組裝方法
    3.3.1  自組裝基本原理
    3.3.2  液相組裝
    3.3.3  液晶組裝
    3.3.4  液相界面組裝
    3.3.5  氣液界面組裝
    3.3.6  靜電逐層組裝
    3.3.7  外場引導組裝
    3.3.8  動態自組裝
  3.4  低維材料的加工方法
    3.4.1  光刻加工
    3.4.2  粒子束加工
    3.4.3  機械加工
    3.4.4  剝離減薄
  3.5  小結
  參考文獻
第4章  低維材料的結構表徵
  4.1  結構表徵原理
    4.1.1  表徵技術分類
    4.1.2  衍射極限與成像突破
  4.2  透射電子顯微鏡
    4.2.1  高分辨成像
    4.2.2  相位解析
    4.2.3  三維重構
    4.2.4  原位透射電鏡
  4.3  掃描電子顯微鏡
    4.3.1  原子級解析度
    4.3.2  形貌與性質襯度
    4.3.3  原位測量材料性質
    4.3.4  原位觀察材料生長
  4.4  掃描探針顯微鏡
    4.4.1  掃描隧道顯微鏡
    4.4.2  原子力顯微鏡
  4.5  譜學表徵技術
    4.5.1  光學譜
    4.5.2  電子譜
    4.5.3  磁共振譜
  4.6  小結
  參考文獻
第5章  低維材料的性質
  5.1  力學性質
    5.1.1  彈性變形
    5.1.2  塑性變形
    5.1.3  斷裂韌性
  5.2  電學性質
    5.2.1  電學界面
    5.2.2  電子輸運
    5.2.3  離子輸運

  5.3  磁學性質
    5.3.1  磁性耦合
    5.3.2  磁性調控
  5.4  熱學性質
    5.4.1  真空熱輻射
    5.4.2  流體熱傳輸
    5.4.3  固體熱傳導
  5.5  化學性質
    5.5.1  異質催化「火山圖」
    5.5.2  熱催化反應
    5.5.3  電化學反應
    5.5.4  光電化學反應
  5.6  光學性質
    5.6.1  表面等離子體振蕩
    5.6.2  半導體帶邊發光
    5.6.3  單光子源
    5.6.4  非線性光學
  5.7  小結
  參考文獻
第6章  低維材料的應用技術
  6.1  低維信息材料
    6.1.1  信息處理
    6.1.2  信息存儲
    6.1.3  超越摩爾
    6.1.4  低維感測器
  6.2  低維能源材料
    6.2.1  太陽能電池
    6.2.2  人工光合成燃料
    6.2.3  熱電轉化
    6.2.4  電化學儲能與轉化
  6.3  低維醫用材料
    6.3.1  疾病預防
    6.3.2  健康監測
    6.3.3  疾病診療
    6.3.4  生物安全性研究與討論
  6.4  低維複合材料
    6.4.1  複合材料理論模型
    6.4.2  力學增強複合材料
    6.4.3  導電複合材料
    6.4.4  熱界面複合材料
    6.4.5  多功能複合材料
  6.5  小結
  參考文獻
第7章  低維材料的既往、當下與未來
  7.1  低維材料的既往：基礎構建
    7.1.1  理論的新發展
    7.1.2  新結構的發現
    7.1.3  新技術的發明
    7.1.4  材料研發的新範式
  7.2  低維材料的當下：實際應用

    7.2.1  應用成果
    7.2.2  行業規範
  7.3  低維材料的未來：突破極限
  7.4  結語
  參考文獻
關鍵詞索引

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